Odkryto genetyczne sygnatury biologicznego starzenia

Czasami ludzie wyglądają znacznie młodziej lub starzej od ich rzeczywistego wieku. Naukowcy z Instytutu Salk odkryli sygnatury genetyczne, które mogą pomóc wyjaśnić to niezwykłe zjawisko.

Związane z wiekiem schematy genetyczne zostały odkryte dzięki analizie komórek skóry pobranych od pacjentów w różnym wieku. Naukowcy wykorzystali wyniki, aby wykryć oznaki przyspieszonego starzenia u osób z progerią – chorobą, która sprawia, że ​​dana osoba wygląda znacznie starzej niż jej rówieśnicy. Zdaniem naukowca Sacketa Nawlakha, w dalszych badaniach można rozszerzyć metodę uczenia maszynowego, aby dowiedzieć się, kiedy ludzie szybciej się starzeją. Artykuł z wynikami badań został opublikowany w czasopiśmie „Genome Biology”.

Profesor Navlakha twierdzi, że projekt rozpoczął się od rozmowy z Martinem Hetzerem w Instytucie Salk.

Martin powiedział, że powinniśmy porozmawiać o nowych danych dotyczących starzenia się. Martin pracuje od pewnego czasu w dziedzinie starzenia się a ja jestem ekspertem od informatyki, zainteresowanym opracowaniem algorytmów uczenia maszynowego do analizy zbiorów danych biologicznych – powiedział Navlakha.

Badacze opracowali projekt badania danych bez przesłanek wskazujących, gdzie można znaleźć oznaki starzenia. Rezultatem było „czarne pudełko” prognoz wieku. Zespół naukowców odnalazł zmiany genetyczne związane z wiekiem, ale nie wyjaśnił ich znaczenia.

Eksperci zbadali cząsteczki RNA w komórkach. RNA jest produkowane lub transkrybowane z DNA. Nieaktywne geny nie produkują RNA. Zatem, określenie, które cząsteczki RNA są obecne lub nieobecne, pomaga w określeniu statusu odpowiednich genów.

Proces prowadzono na komórkach pobranych od 133 osób w wieku od roku do 94 lat. Naukowcy wykorzystali fibroblasty skóry. Umieszczając dane w algorytmie uczenia maszynowego, eksperci wyodrębnili wzorce aktywności genów odpowiadające rosnącemu wiekowi. Korzystając z tych biomarkerów, zespół był w stanie przewidzieć wiek osoby z dokładnością do czterech lat.

Aby potwierdzić autentyczność podpisu molekularnego, a nie artefakt czy zbieg okoliczności, naukowcy zastosowali ten sam proces uczenia maszynowego do genomów dziesięciorga dzieci w wieku od dwóch do ośmiu lat cierpiących na progerię. Wynik przekroczył rzeczywisty wiek o 10 lat.